廣西西門子S7-200SMART系列PLC代理商

西門子S7-300 PLC梯形圖指令

    梯形圖指令由元素和方塊圖組成，它們以圖形方式連接形成程序段。元素和方塊圖分為下列幾組：

    ①元素指令：使用不含地址或參數(shù)的單個(gè)元素表示某些梯形邏輯指令，如：

    -|JNOT|-，該指令完成電流取反功能。

    ②帶地址的元素指令：以單個(gè)元素的形式表示某些梯形圖指令，但是對(duì)于這種元素需要輸入地址，如：

    <地址>

    -|SS|-，該指令是常開觸點(diǎn)。

    ③帶地址和數(shù)值的元素指令：以單個(gè)元素的形式某些梯形圖指令，但是對(duì)于這種元素需要輸入地址和數(shù)值（如時(shí)間或計(jì)數(shù)值），如：

    <地址>

    -(SS)-，該指令是保持的延時(shí)接通定時(shí)器線圈。

    數(shù)值

    ④帶參數(shù)的方塊圖指令：用帶有表示輸入和輸出的橫線的方塊圖表示某些梯形指令。輸入在方塊的左邊；輸出在方塊的右邊；方塊內(nèi)填入輸入?yún)?shù)。對(duì)于輸出參數(shù)，填入STEP 7能夠放置輸出信息的存儲(chǔ)單元。參數(shù)必須是相應(yīng)的數(shù)據(jù)類型。如實(shí)現(xiàn)實(shí)數(shù)除法指令的方塊圖如下，IN1和IN2表示輸入端，OUT表示輸出端。

  根據(jù)語(yǔ)句結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)，一條指令語(yǔ)句由一條單個(gè)指令或一個(gè)指令加一個(gè)地址組成。一條指令的地址指一個(gè)常數(shù)或指令能找到一個(gè)數(shù)值的位置，指令可以對(duì)該數(shù)進(jìn)行操作。這地址可以是一符號(hào)名或標(biāo)志。地址可為下面的任意項(xiàng)：

    ①常數(shù)：定時(shí)器或計(jì)數(shù)器的數(shù)值，或一待裝入累加器1的ASCII碼字符串(L+27)。

    ②狀態(tài)字中的位。

    ③符號(hào)名。

    ④數(shù)據(jù)塊和數(shù)據(jù)塊區(qū)域中的單元。

    ⑤功能FC、功能塊FB、集成的系統(tǒng)SFC、集成的系統(tǒng)功能塊SFB及其編號(hào)。

    ⑥地址標(biāo)識(shí)符號(hào)和通過地址標(biāo)識(shí)符指出的存儲(chǔ)區(qū)單元。

PS307是西門子公司為S7-300專配的DC24V電源。PS307系列模塊的額定輸出電流分2、5、10A三種規(guī)格，其工作原理和參數(shù)*相同。圖5-9為PS307 10A模塊的基本電路。其輸入電壓為單相120/230V、50/60Hz，在輸入和輸出之間有可靠的隔離。輸出電壓允許范圍24(±5%)V，大上升時(shí)間2.5s，大殘留紋波150mV（峰一峰值）。PS307可安裝在導(dǎo)軌上，除了給S7-300 CPU供電，也可給I/O模塊提供負(fù)載電源。

    S7-300模塊使用的電源由背板總線提供。一些模塊還需要外部電源供電。因此，在組成S7-300應(yīng)用系統(tǒng)時(shí)，考慮每塊模塊的電流和功率損耗是非常必要的，所有S7-300模塊使用的從S7-300背板總線提供的總電流不能超過1.2A，如選用CPU3121FM，則不超過0.8A。

    一個(gè)實(shí)際的S7-300系統(tǒng)，在確定所有的模塊后，要選擇合適的電源模塊。所選定的電源模塊的輸出功率必須大于CPU模塊、所有I/O模塊、各種智能模塊等總消耗功率之和，并且要留有約30%的余量。當(dāng)同一電源模塊既要為主機(jī)單元供電，又要為擴(kuò)展單元供電時(shí)，從主機(jī)單元到遠(yuǎn)的擴(kuò)展單元的線路電壓降必須小于0. 25V。

    【例5-1】  一個(gè)S7-300系統(tǒng)由以下模塊組成，試選擇電源單元：

    1塊*處理單元CPU314；

    2塊數(shù)字量輸入模塊SM321，16×24V；

    1塊繼電器輸出模塊SM322，AC8×230V；

    1塊數(shù)字量輸出模塊SM322，AC16×24V；

    1塊模擬量輸入模塊SM331，8×12位；

    1塊模擬量輸出模塊SM332，4×12位。

    【解】

    各模塊從S7-300背板總線吸取的電流=2×25+40+70+60+2×60

    =340 (mA)

    各模塊從24V負(fù)載電源吸取的電流=1000+2×1+75+100+200+2×240

    =1857 (mA)

    各模塊的功率損耗=8+2×3.5+2.2+4.9+1.3+2×3

    =29.4(W)

    可見，信號(hào)模塊從S7-300背板總線吸取的總電流是340，小于CPU314提供的電流1. 2A。各模塊從24V負(fù)載電源吸取的電流約1.857A，考慮裕量，選電源模塊PS307 5A。PS307 5A的功率損耗為18W，則系統(tǒng)總的功率損耗是(18+29.4)W=47. 4W。該功率不應(yīng)超過機(jī)柜允許的大功率，在確定機(jī)柜的大小時(shí)應(yīng)予以考慮。

    與OMRON PLC一樣，S7-300系統(tǒng)可通過可靠接地抑制干擾，如圖5-10及5-11所示。圖5-11中S7-300參考電壓M是接地的。

    圖5-10    S7-300一般結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)供電和接地

    圖5-11    S7-300參考電位接地跨接線示意圖

S7-300 PLC的模擬量模塊主要有SM331輸入模塊、SM332輸出模塊。

    SM 331模擬量輸入模塊(AI)有3種規(guī)格型號(hào)：8AI×12位模塊、8AI×16位模塊和2AI×12位模塊。其中具有12位的輸入模塊除通道數(shù)不一樣外，其工作原理、性能、參數(shù)設(shè)置等*一樣。圖5-2是SM3318AI×12位輸入模塊的端子接線圖

    SM 331輸入模塊主要由A/D轉(zhuǎn)換部件、模擬切換開關(guān)、補(bǔ)償電路、恒流源、光隔離部件、邏輯電路組成。A/D轉(zhuǎn)換部件是模塊的核心，采用積分方法實(shí)現(xiàn)模數(shù)轉(zhuǎn)換。可選4檔積分時(shí)間：2.5、16.7、20、100ms，對(duì)應(yīng)以位表示的精度：8、12、12、14。其8個(gè)模擬量輸入通道共用1個(gè)積分式A/D轉(zhuǎn)換部件。某一通道從開始轉(zhuǎn)換模擬量輸入值起到再次開始轉(zhuǎn)換的時(shí)間稱為模入模塊的循環(huán)時(shí)間。實(shí)際使用中，應(yīng)該使用STEP7組態(tài)工具屏蔽掉不用的模擬量通道。

    SM331與傳感器、變送器的連接方式參見圖5-3～圖5-6。其中，M+和M-為正、負(fù)測(cè)量線，MANA為模擬量測(cè)量回路的參考電位；M為接地端子；L+為24V直流電源端子；Ic+和Ic-為正、負(fù)恒電流導(dǎo)線。圖5-3是SM331與電壓傳感器的連接圖；圖5-4是SM331與2線變送器的連接圖；圖5-5是SM331與4線變送器的連接圖，其中4線變送器應(yīng)有單獨(dú)的電源；圖5-6為熱電阻與輸入模塊的4線連接線路，通過Ic+和Ic-端將恒定電流送到電阻型溫度計(jì)或電阻，通過M+和M-端測(cè)得在電阻型溫度計(jì)或電阻上產(chǎn)生的電壓。

    SM332模擬量輸出模塊(AO)有3種規(guī)格型號(hào)：4AO×12位模塊、2AO×12位模塊、4AO×16位模塊。其中具有12位的輸出模塊除通道數(shù)不一樣外，其工作原理、性能、參數(shù)設(shè)置等*一樣。圖5-7是SM332 4AI×12位輸出模塊的端子接線圖

    模擬量輸出模塊的轉(zhuǎn)換時(shí)間包括內(nèi)部存儲(chǔ)器傳送數(shù)字化輸出值的時(shí)間和數(shù)模轉(zhuǎn)換的時(shí)間。模擬量輸出各通道的轉(zhuǎn)換是順序進(jìn)行的。模塊的循環(huán)時(shí)間是所有活動(dòng)的模擬量輸出通道的轉(zhuǎn)換時(shí)間的和。SM332可以輸出電壓，也可以輸出電流。在輸出電壓時(shí)，可采用2線回路和4線回路兩種方式與負(fù)載相連，如圖5-8所示。采用2線方式時(shí)，S+、S-可以保持開路，但是輸出精度不如4線回路高。在電流輸出方式時(shí)，將負(fù)載連接到QI1和MANA上即可

    SM332 4AI×12位輸出模塊上有4個(gè)通道，每個(gè)通道都可單獨(dú)編程為電壓輸出或電流輸出，輸出精度12位，模塊對(duì)CPU背板總線和負(fù)載電壓都有光隔離。

    S7-300還配有模擬量I/O模塊，其規(guī)格分兩種：均為4模入/2模出，一種為8位的輸入/輸出精度，另一種為12位精度。輸入輸出測(cè)量范圍均為0～10V，或0～20mA，可通過適當(dāng)?shù)慕泳€設(shè)定。

   S7-300 PLC的數(shù)字量模塊主要有SM321輸入模塊、SM322輸出模塊、SM3231/0模塊，以及SM374仿真模塊和DM370占位模塊。

    SM321數(shù)字量輸入模塊主要有4種型號(hào)模塊可供選擇，即直流16點(diǎn)輸入、直流32點(diǎn)輸入、交流8點(diǎn)輸入、交流16點(diǎn)輸入模塊，其技術(shù)特性見表5-3。模塊的每個(gè)輸入點(diǎn)均有一個(gè)綠色發(fā)光二極管指示輸入開關(guān)閉合狀態(tài)。

    SM322數(shù)字量輸出模塊有7種型號(hào)輸出模塊可供選擇，與OMRON的PLC一樣，也分為繼電器、晶體管、雙向晶閘管三種類型，詳見表5-4。其中，晶閘管輸出模塊上有紅色LED指示故障或錯(cuò)誤，當(dāng)用于輸出短路保護(hù)的熔絲或負(fù)載電源一端沒接時(shí)，LED亮。為了進(jìn)行邏輯運(yùn)算或擴(kuò)大輸出功率，可以將同一組內(nèi)的兩個(gè)點(diǎn)并聯(lián)輸出。

    SM323數(shù)字量I/O模塊有兩種類型，一種帶有8個(gè)共地輸入端和8個(gè)共地輸出端，另一種16個(gè)共地輸入端和16個(gè)共地輸出端，兩種模塊特性相同。I/O額定負(fù)載電壓24VDC，輸入電壓“1”信號(hào)電平為11～30V，“0”信號(hào)電平為-3～+5V，I/O通過光耦合器與背板總線隔離。在額定輸入電壓下，輸入延遲為1.2～4. 8ms。輸出具有短路保護(hù)功能。

    DM374仿真模塊可以仿真16點(diǎn)輸入、16點(diǎn)輸出、8點(diǎn)輸入和8點(diǎn)輸出的數(shù)字量模塊。根據(jù)仿真所需的數(shù)字量模塊，可以選擇模塊狀態(tài)，使PLC應(yīng)用系統(tǒng)調(diào)試變得簡(jiǎn)單而方便。

    DM370占位模塊的主要作用是給數(shù)字量模塊保留一個(gè)插槽。這樣設(shè)計(jì)的PLC系統(tǒng)具有更大的靈活性和適應(yīng)性。

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